Thèse Etude de la Régulation de la Production de Toxines par Fusarium Graminearum à l'Aide de Réseaux Métaboliques H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : MycSA - Mycologie et Sécurité des Aliments
Direction de la thèse : Stéphane BERNILLON ORCID 0000000349550161
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

La fusariose du blé, causée principalement par le champignon Fusarium graminearum, est une maladie qui pose un problème majeur enagriculture. Elle entraîne des pertes de rendement et contamine les grains avec des mycotoxines, substances toxiques pour l'homme etles animaux. Le changement climatique pourrait exacerber l'occurrence de cette maladie.
L'objectif de ce projet de thèse est de mieux comprendre la régulation de la production de mycotoxines par F. graminearum en combinantmodélisation et données expérimentales pour étudier le métabolisme de ce champignon.
Ce projet sera organisé en 3 étapes:
- reconstruire de modèles métaboliques à partir de données génomiques.
- valider expérimentalement les capacités descriptive et prédictive d'une sélection de ces modèles
- évaluer l'influence de facteurs environnementaux sur la production de mycotoxines en utilisant les modèles validés.
Ce projet permettra d'identifier des cibles pour réduire la production de mycotoxines et de développer des outils de prédiction pour aider àanticiper les risques de contamination et à optimiser les stratégies de contrôle.

La fusariose du blé est une maladie provoquant à la fois des pertes de rendement et une altération de la qualité du grain. Elle est provoquée par un complexe d'espèces incluant Fusarium graminearum qui est le principal responsable de la contamination des grains pardes mycotoxines. Ces métabolites fongiques possèdent une toxicité avérée pour l'Homme et les animaux d'élevage. Le changementclimatique mondial pourrait majorer ce risque (Martinez et al., 2022). Dans ce contexte, la compréhension des mécanismes de régulationdu métabolisme et de la production des mycotoxines de F. graminearum est essentielle pour permettre la maîtrise et l'anticipation de cerisque.
La biologie des systèmes est une approche holistique pour l'étude des systèmes vivants qui combine une approche mathématique et desdonnées expérimentales pour formuler des hypothèses et progresser dans la compréhension des mécanismes mis en jeu. Cette approchese base notamment sur les données omiques. Dans le domaine des champignons, la biologie des systèmes a été mise en oeuvre pourétudier les infections humaines (Horn et al. 2012) ou la valorisation de la biomasse végétale (Kijpornyongpan et al, 2022). Cette approche a également été développée par Nielsen pour étudier le métabolisme spécialisé des champignons filamenteux et notamment dans le genre Penicillium (Nielsen et al, 2017). La démarche a été proposée pour la synthèse de mycotoxines par F. graminearum (Subramaniam and Rampitsch, 2013) mais ne semble pas avoir été initiée à ce jour.

L'objectif de la thèse est de modéliser la production de biomasse et de mycotoxines par l'espèce F. graminearum à partir de modèlesmétaboliques reconstruits à l'échelle du génome et d'en évaluer les capacités explicatives puis prédictives en utilisant des donnéesexpérimentales acquises par l'unité ou à acquérir dans le cadre de cette thèse.

La thèse s'articulera autour de 3 axes :
- la reconstruction de réseaux métaboliques pour 100 souches sur la base de données génomiques. Cet axe nécessitera la mise en placed'un workflow permettant la reconstruction des réseaux et leur curation. Ces modèles seront comparés en utilisant une approche FluxBalance Analysis avec les fonctions objectives Croissance et Production de toxines.
- l'étude des capacités descriptive et prédictive des modèles établis en conditions contrôlés. Une sélection parmi les 100 souches serautilisée pour la réalisation d'expérimentations permettant d'évaluer la capacité descriptive des modèles obtenus lors d'une culture dans desconditions standards. Une nouvelle série d'expériences indépendantes permettra d'évaluer la capacité prédictive des modèles.
- l'influence de facteurs choisis sur ces réseaux. Différents facteurs abiotiques et abiotiques seront mis en jeu comme le type de culture, lamodulation qualitative et quantitative des sources de carbone et d'azote, la présence de molécules de biocontrôle ou d'autres microorganismes.